TW201900908A - 沈積系統、沈積設備、及操作一沈積系統之方法 - Google Patents
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Abstract
一種用以沈積已蒸發材料於一基板上之沈積系統(100)係說明。沈積系統(100)包括一蒸汽源(120)，具有一或多個蒸汽出口(125)；一遮罩物(110)；以及一冷卻裝置(112)，用以冷卻遮罩物，其中蒸汽源(120)係可移動至一空載位置(I)，此一或多個蒸汽出口(125)係於空載位置中導引朝向遮罩物(110)。再者，一種具有一沈積系統(100)之沈積設備(1000)及一種操作一沈積系統之方法係說明。
Description
本揭露是有關於數種裝配以用於沈積一已蒸發材料於一或多個基板上之沈積系統，已蒸發材料特別是一已蒸發有機材料。本揭露之數個實施例更有關於一種沈積設備，沈積設備具有一沈積系統，沈積系統用以沈積一已蒸發材料於一基板上。其他實施例係有關於數種操作一沈積系統之方法，特別是用以於一真空處理腔室中沈積一已蒸發材料於一基板上。
有機蒸發器係為用於製造有機發光二極體(organic light-emitting diodes，OLED)的工具。OLEDs係為發光二極體之一種特別的形式。在OLEDs中，發光層包括特定之有機化合物的薄膜。OLEDs係使用來製造電視螢幕、電腦螢幕、行動電話、舉例為用以顯示資訊之其他手持裝置。OLEDs可亦使用來作為一般空間照明之用。OLED顯示器之顏色、亮度及視角的範圍可大於傳統之液晶顯示器(LCD)的顏色、亮度及視角的範圍，因為OLED像素係直接地發光且不包含背光。因此，相較於傳統之LCD之能量損耗，OLED顯示器之能量損耗係相當地少。再者，可製造於撓性基板上之OLEDs係產生其他的應用。
一般來說，已蒸發材料係藉由蒸汽源之一或多個出口導引朝向基板。舉例來說，蒸汽源可設置有數個噴嘴。此些噴嘴係裝配，以用於導引已蒸發材料之羽流朝向基板。蒸汽源可相對於基板移動，用以讓基板塗佈有已蒸發材料。
來自蒸汽源之此一或多個蒸汽出口之已蒸發材料之穩定羽流可為有利的，以藉由預設之均勻性沈積材料圖案於基板上。在蒸汽源之開啟之後，可能需要花費一些時間讓蒸汽源穩定下來。因此，可能不希望頻繁關閉及開啟蒸汽源，及蒸汽源可能在空載時期亦保持運作。在此種空載期間可能存有風險，真空處理腔室之牆可能被已蒸發材料塗佈(「噴灑塗佈(sprinkle coating)」)。
因此，提供一種裝配以用於以準確方式沈積已蒸發材料於基板上之沈積系統會為有利的，而同時減少於系統之表面上之噴灑塗佈。
有鑑於上述，根據獨立申請專利範圍之一種沈積系統、一種沈積設備及數種操作一沈積系統之方法係提供。其他優點、特徵、方面及細節係透過附屬申請專利範圍、說明及圖式更為清楚。
根據本揭露之一方面，提出一種沈積系統。沈積系統包括一蒸汽源，具有一或多個蒸汽出口，蒸汽源於一沈積位置及一空載位置之間係為可移動的；一遮罩物；以及一冷卻裝置，定位以冷卻遮罩物。
蒸汽源可為可移動至待機位置，此一或多個蒸汽出口係 於待機位置中導引朝向遮罩物。
根據本揭露之另一方面，提出一種沈積設備。沈積設備包括一真空處理腔室，具有一第一沈積區域及一第二沈積區域，第一沈積區域用以配置一基板，第二沈積區域用以配置一第二基板；以及一沈積系統，配置於真空處理腔室中，其中沈積系統之一蒸汽源係可移動通過第一沈積區域，於第一沈積區域及第二沈積區域之間為可旋轉的，及可移動通過第二沈積區域。沈積系統包括一遮罩物及一冷卻裝置，冷卻裝置用以冷卻遮罩物。
根據本揭露之其他方面，提出一種操作一沈積設備之方法。此方法包括從一蒸汽源之一或多個蒸汽出口導引已蒸發材料朝向一基板；以及移動蒸汽源至一空載位置，來自此一或多個蒸汽出口之已蒸發材料係在空載位置中導引朝向一已冷卻之遮罩物。
根據本揭露之其他方面，提出一種已冷卻之遮罩物，用於此處所述之一沈積系統。
本揭露係亦有關於用以執行所揭露之方法之設備，且包括用以執行方法之設備部件。方法可藉由硬體元件、由合適軟體程式化之電腦、兩者之任何結合或任何其他方式執行。再者，本揭露係亦有關於用以操作所述之設備的方法。本揭露包括一方法，用以執行設備之各功能。為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
詳細的參照將以本揭露之數種實施例達成，數種實施例的一或多個例子係繪示於圖式中。在圖式之下方說明中，相同參考編號係意指相同之元件。於下文中，有關於個別實施例之相異處係進行說明。各例子係藉由說明本揭露的方式提供且不意味為本揭露之一限制。再者，所說明或敘述而做為一實施例之部份之特徵可用於其他實施例或與其他實施例結合，以取得進一步之實施例。此意指本說明包括此些調整及變化。
第1A圖繪示根據此處所述實施例之沈積系統100之示意圖。沈積系統100包括蒸汽源120，具有一或多個蒸汽出口125。蒸汽源120係位於沈積位置(II)中，用以塗佈基板10。於沈積位置中，此一或多個蒸汽出口係導引朝向沈積區域，基板10係配置於此沈積區域中。
第1B圖繪示第1A圖之沈積系統100之示意圖，其中蒸汽源120係位於空載位置(I)中。在空載位置(I)中，此一或多個蒸汽出口125係導引朝向遮罩物110。
蒸汽源120可從沈積位置(II)可移動至空載位置(I)中及/或從空載位置(I)可移動至沈積位置(II)中。於空載位置(I)中，此一或多個蒸汽出口125係導引朝向遮罩物110。於沈積位置(II)中，此一或多個蒸汽出口125係導引朝向沈積區域。
蒸汽源120可裝配成蒸發源，用以沈積已蒸發材料於配置在沈積區域中之基板10上。於一些實施例中，蒸汽源120包括一或多個坩鍋及一或多個分佈管，其中此一或多個蒸汽出口125可設置於此一或多個分佈管中。各坩鍋可流體連通於相關之分佈管。已蒸發材料可從坩鍋流入相關之分佈管中。當沈積系統係位於沈積位置中時，已蒸發材料之羽流可從分佈管之此一或多個蒸汽出口導引至沈積區域中。
於第1A圖中，已蒸發材料係從此一或多個蒸汽出口125導引朝向基板10。材料圖案可形成於基板上。於一些實施例中，在沈積期間，遮罩(未繪示)係配置於基板10之前方，也就是在基板10及蒸汽源120之間。對應於遮罩之開孔圖案之材料圖案可沈積於基板上。於一些實施例中，已蒸發材料係為有機材料。遮罩可為精密金屬遮罩(fine metal mask，FMM)或另一種形式之遮罩，舉例為邊緣排除遮罩(edge exclusion mask)。
在沈積於基板10上之後，蒸汽源120可移動至空載位置(I)中，空載位置係繪示於第1B圖中。蒸汽源120運動至空載位置(I)中可為蒸汽源120及遮罩物110之間的相對運動。在空載位置中，此一或多個蒸汽出口係導引朝向遮罩物110之表面。
於一些實施例中，蒸汽源120係不在空載位置中停止及/或不在運動至空載位置中的期間停止。因此，當蒸汽源係位於空載位置(I)中時，已蒸發材料可從此一或多個蒸汽出口125導引朝向遮罩物110且凝結於遮罩物之表面上。藉由繼續也在空載位置中進行蒸發，舉例為在系統之空載時間，蒸汽源中的蒸汽壓力可保持本質上固定且沈積接下來可持續而不需蒸汽源之穩定時間。
當蒸汽源120係位於空載位置(I)中時，遮罩物110可形成，使得來自此一或多個蒸汽出口125之80%或更多，特別是90%或更多，更特別是99%或更多之已蒸發材料係導引朝向遮罩物110之表面。真空處理腔室中之其他表面的污染物可在蒸汽源120位於空載位置時減少或避免，因為遮罩物110可阻擋及遮蔽蒸發羽流。特別是，可減少或避免腔室牆之塗佈、配置於真空腔室中之裝置之塗佈、遮罩載體之塗佈及基板載體之塗佈。於一些實施例中，遮罩物110之表面可為大的，舉例為0.5 m2
或更大，特別是1 m2
或更大，更特別是2 m2
或更大，以確保在空載位置中之大部份的已蒸發材料係凝結於遮罩物之表面上，且不是凝結於另一表面上。
蒸汽源120可針對下述目的之至少一者或多者來移動至空載位置(I)中：(i)用以加熱蒸汽源；(ii)舉例為在加熱期間用以穩定蒸汽源，直到在蒸汽源中形成本質上固定之蒸汽壓力；(iii)用以服務或維持蒸汽源；(iv)舉例為在冷卻期間用以關閉蒸汽源；(v)用以清洗蒸汽源，舉例為用以清洗此一或多個蒸汽出口及/或用以清洗配置於蒸汽出口之前方的塑形遮罩物；(vi)在遮罩及/或基板對準期間；(vii)在等候期間及在空載時期中。舉例來說，在系統之空載期間中，空載位置可使用來作為沈積系統之停留位置。於一些實施例中，舉例為在源運動至空載位置中期間，真空處理腔室及/或可配置於沈積區域中之遮罩可受到遮罩物110之保護而避免噴灑塗佈。
根據此處所述之數個實施例，提供用以冷卻遮罩物110之冷卻裝置112。遮罩物之遮蔽效應可藉由利用冷卻裝置減少遮罩物之溫度來改善。再者，從遮罩物朝向蒸汽源、朝向遮罩及/或朝向基板之熱輻射可藉由冷卻遮罩物110來減少。熱導致之運動可減少或避免，且沈積品質可改善。
已蒸發材料可具有數百度之溫度，舉例為100°C或更多、300°C或更多、或500°C或更多。因此，當已蒸發材料凝結於遮罩物之表面上時，遮罩物110可在空載位置中加熱。於一些實施例中，蒸汽源120可仍舊在空載位置中一段相當多的時間，舉例為數十秒之時間來對準或清洗，或數分鐘之時間來加熱及服務蒸汽源。遮罩物110之溫度可藉由冷卻裝置112減少，及從遮罩物朝向蒸汽源及朝向遮罩之熱輻射可減少。舉例來說，遮罩物之溫度可保持在100°C或更少。既然遮罩之熱運動係減少，沈積品質可改善。值得一提的是，於一些實施例中，遮罩可具有在數微米之範圍中的結構，使得遮罩之固定溫度係有利的來減少遮罩結構之熱導致之運動。再者，藉由冷卻遮罩物110之表面，可有助於已蒸發材料凝結於遮罩物上。
冷卻裝置可包括下述之至少一者或多者：連接於遮罩物之冷卻線路或冷卻通道；流體冷卻，例如是水冷卻；氣體冷卻，例如是空氣冷卻及/或熱電冷卻。於一些實施例中，冷卻裝置包括冷卻迴路，冷卻迴路具有冷卻通道，冷卻通道貼附於遮罩物或整合於遮罩物中。例如是水之冷卻流體可於冷卻迴路中循環。
於一些實施例中，冷卻通道可設置於遮罩物之前部份115。此一或多個蒸汽出口125可在空載位置中導引朝向前部份115，使得前部份115可在空載位置中承受大部份之熱負載。遮罩物110可更包括一或多個側部份116，此一或多個側部份116係相鄰於前部份115配置。在蒸汽源運動至空載位置中期間，此一或多個側部份116可提供而用以遮蔽已蒸發材料。由於此一或多個側部份116可在蒸汽源之運動期間阻擋已蒸發材料，遮罩可在蒸汽源之運動期間受到保護而避免噴灑塗佈。於一些實施例中，兩個側部份116係設置於前部份115之兩個相反側上。側部份116可彎曲。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，沈積系統100可包括第一驅動器，裝配以用於沿著源傳送路徑P一起移動蒸汽源120與遮罩物110。舉例來說，源傳送路徑可延伸通過沈積區域，基板10係配置於此沈積區域中。蒸汽源120可舉例為以本質上固定之速度與遮罩物110一起移動通過基板10。舉例來說，遮罩物110及蒸汽源120可配置於源支座上，舉例為配置於源搬運車(cart)上。源支座係裝配以沿著軌道導引。於一些實施例中，第一驅動器可裝配以用於沿著軌道移動源支座，此軌道係沿著源傳送路徑P，其中蒸汽源及遮罩物可由源支座支撐。於一些實施例中，源支座可舉例為經由磁性懸浮系統沿著軌道傳送而無需接觸軌道。
特別是，第一驅動器可裝配，以用於沿著軌道一起線性地移動蒸汽源與遮罩物。軌道係沿著源傳送路徑P延伸。
當遮罩物110可沿著源傳送路徑P與蒸汽源120一起可移動時，蒸汽源及遮罩物之間的距離可在沈積製程期間保持小的或固定。舉例來說，在沈積期間，蒸汽源及遮罩物之間的最大距離可為0.5 m或更少，特別是0.2 m或更少。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，沈積系統可更包括一第二驅動器，用以相對於遮罩物110移動蒸汽源120至空載位置(I)中。也就是說，第一驅動器可裝配以用於一起移動蒸汽源及遮罩物，及第二驅動器可裝配以用於相對於遮罩物移動蒸汽源。於第1A圖及第1B圖中之實施例中，蒸汽源120係從沈積位置相對於遮罩物110繞著旋轉軸A可旋轉至空載位置中。舉例來說，蒸汽源可從沈積位置旋轉45°或更多及135°或更少之角度至空載位置中，特別是旋轉90°之角度。
蒸汽源之旋轉可包括蒸汽源之任何形式的擺動或樞轉運動，而致使此一或多個蒸汽出口之蒸發方向的方向改變。特別是，旋轉軸可中心地相交於蒸汽源，可相交於蒸汽源之周圍，或可與蒸汽源沒有任何相交。
如此處所使用之「裝置之旋轉」可理解為從第一定向至第二定向之裝置的運動，第二定向不同於第一定向。
再者，藉由旋轉蒸汽源，蒸汽源可從空載位置可旋轉至沈積位置。旋轉蒸汽源舉例為旋轉蒸汽源返回而朝向沈積區域，舉例為旋轉約90°之角度，或旋轉蒸汽源朝向第二沈積區域且第二基板可配置於第二沈積區域，舉例為旋轉約90°之角度。
旋轉軸A可為本質上垂直旋轉軸。蒸汽源120可繞著空載位置及沈積位置之間的本質上垂直旋轉軸為可旋轉的。特別是，蒸汽源120可包括一、二或多個分佈管，可分別於本質上垂直方向中延伸。數個蒸汽出口可沿著各分佈管之長度設置，也就是沿著本質上垂直方向設置。可提供緊密(compact)及節省空間之沈積系統。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，遮罩物110之徑向內表面可導引朝向蒸汽源。特別是，遮罩物110可包括彎曲部份，彎曲部份係部份地繞著蒸汽源延伸。舉例來說，遮罩物可包括兩個側部份116，側部份116可為彎曲的且可部份地繞著蒸汽源延伸。於一些實施例中，遮罩物之彎曲部份可部份地繞著蒸汽源之旋轉軸A延伸。
由於蒸汽遮罩物之曲率之故，遮罩物之遮蔽效應可在遮罩物110繞著旋轉軸A旋轉之期間改善。特別是，在遮罩物之旋轉期間，此一或多個蒸汽出口及遮罩物之表面之間的距離可保持實質上固定。
於一些實施例中，遮罩物之至少一部份係塑形成繞著蒸汽源延伸之圓柱表面的一部份，特別是繞著蒸汽源之旋轉軸A延伸。
於一些實施例中，遮罩物110之彎曲部份可繞著蒸汽源120延伸30°或更多，特別是60°或更多，更特別是90°或更多之角度。因此，當蒸汽源旋轉30°或更多，特別是60°或更多，更特別是90°或更多之角度時，從沈積位置至空載位置，已蒸發材料可藉由遮罩物本質上連續地遮蔽。真空處理腔室之污染物可減少，及至真空處理腔室中之熱輻射可減少。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，當蒸汽源係位在空載位置中時，此一或多個蒸汽出口及遮罩物之間的距離D1可為5 cm或更多及30 cm或更少。特別是，距離D1可為5 cm或更多及10 cm或更少。遮罩物110之遮蔽效應可更藉由提供遮罩物及此一或多個蒸汽出口之間的小距離來改善。再者，可使用更緊密之冷卻裝置，因為於空載位置中大部份之蒸汽源之熱負載係集中(localized)於遮罩物之小部份中。
第2圖繪示根據此處所述實施例之沈積系統之遮罩物110之透視圖。遮罩物110可類似於第1A圖之實施例之遮罩物，使得參照可以上述說明達成，而不於此重複。
遮罩物110可相鄰於蒸汽源配置，使得蒸汽源之此一或多個蒸汽出口係在蒸汽源位於空載位置中時導引朝向遮罩物之表面。冷卻裝置112可提供而用以冷卻遮罩物之至少一部份。舉例來說，遮罩物之前部份115可利用冷卻裝置112冷卻。當蒸汽源係位於空載位置中時，前部份115可理解為此一或多個蒸汽出口所指向之遮罩物之一部份。於一些實施例中，前部份115係為遮罩物110之中央部。
遮罩物110可彎曲且可繞著蒸汽源所配置之區域部份地延伸。特別是，遮罩物可包括一或多個彎曲部份。舉例來說，遮罩物可包括前部份115及兩個側部份116。此兩個側部份116係配置而在前部份115之兩側邊上相鄰於前部份115。此兩個側部份116可繞著蒸汽源所配置之區域彎曲。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，遮罩物110可包括數個遮蔽部份，此些遮蔽部份係形成為板元件，舉例為金屬板。舉例來說，遮罩物可包括下述之一或多者：底部部份119，在此一或多個蒸汽出口之下方的一位置處於本質上水平定向中延伸；頂部部份118， 在此一或多個蒸汽出口之上方的一位置處於本質上水平定向中延伸；前部份115，當蒸汽源係位在空載位置中時，前部份115在此一或多個蒸汽出口之前方於本質上垂直定向中延伸；此兩個彎曲之側部份，在前部份115之兩個相反側邊上可在本質上垂直定向中延伸；及/或兩個外部份117，可在本質上垂直定向中延伸且形成遮罩物之側邊緣。
底部部份119可配置於此一或多個蒸汽出口之最低出口之下方。當蒸汽源係為於空載位置中時，底部部份119可遮蔽朝向真空處理腔室之地面下沈的已蒸發材料。底部部份119可於本質上水平方向中延伸。於一些實施例中，底部部份119可形成遮罩物之板部份之底部邊緣。於一些實施例中，底部部份可具有本質上環狀形狀，繞著蒸汽源延伸，特別是繞著蒸汽源之旋轉軸延伸。
頂部部份118可配置於此一或多個蒸汽出口之最高出口之上方。當蒸汽源係為於空載位置中時，頂部部份118可遮蔽朝向真空處理腔室之上區域向上的已蒸發材料。頂部部份118可於本質上水平方向中延伸。於一些實施例中，頂部部份118可形成遮罩物之板部份之上表面。於一些實施例中，頂部部份可具有頂部材材之形狀。
當蒸汽源係位於空載位置中時，前部份115可配置於此一或多個蒸汽出口之前方。當遮罩物係位於空載位置中時，前部份115可阻擋已蒸發材料之主要部份。因此，根據一些實施例，前部份115可利用冷卻裝置112冷卻。舉例來說，冷卻裝置112可包括用於冷卻流體之冷卻通道113，冷卻通道113可相鄰於前部份配置或整合於前部份中。於一些實施例中，前部份115可於本質上垂直定向中延伸。
於一些實施例中，遮罩物110可包括支撐框架111。遮罩物110之板部份可固定於支撐框架111。特別是，支撐框架111可裝配以用於支承及支撐前部份、側部份及/或外部份之至少一或多者。支撐框架111可支撐於源支座上，源支座係裝配以用於一起支撐及傳送蒸汽源及遮罩物。冷卻通道113之至少一部份可沿著遮罩物110之支撐框架111延伸。舉例來說，冷卻通道113可固定於支撐框架111或整合於支撐框架111中。
兩個側部份116可在前部份115之兩個相反側邊上相鄰於前部份115配置。側部份可繞著蒸汽源彎曲。側部份可於本質上垂直定向中延伸。
於一些實施例中，遮罩物110可更包括兩個外部份117，此兩個外部份117係形成遮罩物110之側邊緣。外部份117可於本質上垂直定向中延伸。舉例來說，第一外部份可相鄰於第一側部份設置，及第二外部份可相鄰於第二側部份設置，第二側部份位於前部份之相反側邊上。此兩個外部份117可在一角度處相對於前部份延伸，舉例為在45°或更多之角度，特別是約90°之角度。舉例來說，此兩個外部份117可至少部份地本質上平行於基板延伸，基板配置於沈積區域中。在蒸汽源之旋轉期間，遮罩物之遮蔽效應可改善。
遮罩物之板部份可裝配成耗材。也就是說，一或多個板部份可為可拆卸地固定於遮罩物，特別是可拆卸地固定於相鄰之板部份及/或可拆卸地固定於遮罩物之支撐框架111。舉例為當塗佈材料層已經形成於板部份之表面上時，定期地替換及/或清洗一或多個板部份可為有利的。舉例來說，於一些實施例中，前部份115可為可拆卸地固定於支撐框架111，使得前部份可從遮罩物拆離來進行清洗。類似地，側部份及/或外部份可從遮罩物拆開來進行清洗及/或替換。因此，遮罩物之分離區段或部份之快速替換可為可行的，舉例為不需從源支座拆開支撐框架111。系統之停機時間可減少。
冷卻裝置112可包括一或多個用於冷卻流體之冷卻線路或冷卻通道113，用以冷卻前部份115及/或用以冷卻遮罩物之其他板部份。
於一些實施例中，遮罩物110之高度係為1 m或更多，特別是2 m或更多。特別是，遮罩物110之高度可大於蒸汽源120之高度，使得來自蒸汽源之已蒸發材料可由在空載位置中之遮罩物遮蔽。蒸汽源120可具有1 m或更多之高度，特別是1.5 m或更多之高度。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，遮罩物之寬度W可為50 cm或更多，特別是1 m或更多。寬度W可為遮罩物110於水平方向中之最大尺寸，此水平方向舉例為垂直於基板10於沈積期間之定向，如第1A圖及第1B圖中所示。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，遮罩物之平均半徑可為30 cm或更多，特別是60 cm或更多。
第3圖繪示根據此處所述實施例之沈積系統之一部份之剖面圖。蒸汽源120係繪示成位在空載位置中。已蒸發材料15係於空載位置中導引朝向遮罩物110，特別是朝向遮罩物之前部份115。前部份115可藉由冷卻裝置冷卻，使得遮罩物之溫度可保持低溫且至沈積區域中之熱輻射可減少。
如第3圖中所示，兩個側部份116可在前部份115之兩個側邊上相鄰於前部份115配置。在蒸汽源120運動至空載位置中及從空載位置運動期間，側部份可遮蔽已蒸發材料15。特別是，蒸汽源可繞著旋轉軸旋轉至空載位置中，及遮罩物可以彎曲方式繞著旋轉軸延伸。冷卻通道可設置於遮罩物之支撐框架。藉由提供冷卻通道於支撐框架，板部份可進行替換而無需替換冷卻通道。前部份115可固定於支撐框架111之一部份，支撐框架111之此部份包括冷卻通道113之一部份。
第4圖繪示根據此處所述實施例之沈積設備1000之示意圖。沈積設備包括真空處理腔室101，真空處理腔室101具有至少一沈積區域，用以配置基板。真空處理腔室中可提供低大氣壓力(sub-atmospheric pressure)，舉例為10 mbar或更少之壓力。根據此處所述實施例之沈積系統100係配置於真空處理腔室101中。
於第4圖之範例實施例中，兩個沈積區域係提供於真空處理腔室101，亦即第一沈積區域103及第二沈積區域104。第一沈積區域103係用以配置將塗佈之基板10，第二沈積區域104係用以配置將塗佈之第二基板20。再者，根據此處所述任何實施例之沈積系統100係配置於真空處理腔室101中。第一沈積區域103及第二沈積區域104可提供於沈積系統100之相反側上。
於一些實施例中，沈積系統100包括蒸汽源120。蒸汽源120具有一或多個分佈管。此一或多個分佈管具有一或多個蒸汽出口，用以導引已蒸發材料之羽流朝向基板。再者，沈積系統100包括遮罩物110及冷卻裝置112，冷卻裝置112用以冷卻遮罩物110。蒸汽源120可從第4圖中所示之沈積位置移動至空載位置。此一或多個蒸汽出口係於空載位置中導引朝向遮罩物110。於沈積位置中，此一或多個蒸汽出口係指向至第一沈積區域或第二沈積區域。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，蒸汽源120係可移動通過第一沈積區域103，於第一沈積區域103及第二沈積區域104之間可旋轉，及可移動通過第二沈積區域104。空載位置可為第一沈積區域103及第二沈積區域104之間之蒸汽源120之中間旋轉位置。特別是，蒸汽源可從第4圖中所示之(第一)沈積位置舉例為順時針旋轉約90°至空載位置中。蒸汽源可從空載位置在舉例為順時針之相同方向中旋轉約90°至第二沈積位置，用以導引已蒸發材料朝向第二沈積區域104，第二基板20可配置於第二沈積區域。或者，蒸汽源可從空載位置舉例為逆時針旋轉回到(第一)沈積位置。
蒸汽源120可沿著源傳送路徑P為可移動的，源傳送路徑P可為線性路徑。特別是，第一驅動器可設置而用以沿著源傳送路徑P一起移動蒸汽源120及遮罩物110通過第一沈積區域103及/或第二沈積區域104。
於一些實施例中，遮罩物110及蒸汽源120可支撐於源支座128上，舉例為支撐於源搬運車上。源支座128於真空處理腔室101中沿著源軌道131為可移動的。運載蒸汽源120及遮罩物110之源支座128之一例子係繪示於第6圖中。源支座128可舉例為經由磁性懸浮系統沿著源軌道131非接觸地驅動。
如第6圖之剖面圖中更詳細所示，蒸汽源120可包括一、二或多個分佈管122，可於本質上垂直方向中延伸。此一、二或多個分佈管之各分佈管可流體連通於坩鍋126。坩鍋126係裝配以用於蒸發材料。再者，此一、二或多個分佈管之各分佈管可包括數個蒸汽出口125，舉例為噴嘴，沿著此一、二或多個分佈管122之長度配置。舉例來說，十個、二十個或更多個蒸汽出口可舉例為在本質上垂直方向中沿著分佈管之長度提供。遮罩物110可至少部份地繞著蒸汽源之此一、二或多個分佈管延伸。舉例來說，遮罩物以45°或更多，特別是60°或更多，更特別是90°或更多之角度繞著此一、二或多個分佈管122。於一些實施例中，於一水平剖面中從蒸汽出口傳送之已蒸發材料之羽流的張角(opening angle)可為30°及60°之間，約為45°。
第6圖繪示沈積系統於空載位置中之示意圖，此些蒸汽出口125係在空載位置中導引朝向遮罩物110。遮罩物110之表面可利用冷卻裝置112冷卻。朝向蒸汽源120及朝向沈積區域之熱輻射可減少。
如第4圖中更詳細所示，沈積設備1000可裝配以用於 基板10及第二基板20之接續塗佈。基板10配置於第一沈積區域103中，第二基板20配置於第二沈積區域104中。當蒸汽源120於沈積區域之間移動時，蒸汽源120可停止於空載位置中。此一或多個蒸汽出口係於空載位置中導引朝向已冷卻之遮罩物。舉例來說，蒸汽源120可針對下述之至少一者停止：服務、維修、清洗、等待、對準基板或遮罩。或者，蒸汽源於沈積區域之間連續地移動，而沒有停止於空載位置中。
沈積設備1000可裝配以用於遮蔽於一或多個基板上之沈積。遮罩11可配置於第一沈積區域103中之基板10的前方，及/或第二遮罩21可配置於第二沈積區域104中之第二基板20之前方。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，遮蔽配置12可配置於遮罩11之周圍，舉例為在源傳送路徑P之方向中相鄰於遮罩11之兩個相反側邊，如第4圖中所示。於一些實施例中，遮蔽配置12可以框狀方式圍繞遮罩11。遮蔽配置可由數個遮蔽單元組成。此些遮蔽單元可貼附於遮罩載體。遮罩載體係支承遮罩11。舉例來說，遮蔽配置12可為可拆卸地貼附於遮罩之周圍，以輕易地且快速地可交換來進行清洗。
遮蔽配置12可裝配以用於遮蔽已蒸發材料，已蒸發材料係從此一或多個蒸汽出口導引朝向遮罩11之周圍。遮罩載體之塗佈及/或真空處理腔室101之牆的塗佈可減少或避免。舉例來說，在沈積於基板10上之後，已蒸發材料可導引朝向遮蔽配置12。遮蔽配置12可本質上平行於基板10延伸，且可沿著源傳送路徑P相鄰於遮罩11配置。於第4圖中所示之沈積位置中，已蒸發材料係導引朝向遮蔽配置12。之後，蒸汽源120可旋轉朝向空載位置，及已蒸發材料可導引朝向遮罩物110。清洗工作可減少。
於一些實施例中，遮蔽配置12係在第一沈積區域103中相鄰於遮罩11配置，及第二遮蔽配置22係在第二沈積區域104中相鄰於第二遮罩21配置。舉例來說，第二遮蔽配置22係配置在第二遮罩21之周圍，及裝配以用於遮蔽導引朝向第二遮罩21之周圍的已蒸發材料。特別是，遮蔽配置12可配置於第一沈積區域103中，用以遮蔽導引朝向第一沈積區域103中之遮罩11之周圍的已蒸發材料，及第二遮蔽配置22可配置於第二沈積區域104中，用以遮蔽導引朝向第二沈積區域104中之第二遮罩21之周圍的已蒸發材料。在蒸汽源於沈積區域之間的運動期間，遮罩物110可遮蔽已蒸發材料。
於一些實施例中，遮蔽配置12及遮罩物110之間的最小距離可為10 cm或更少，特別是 5 cm或更少，更特別是 2 cm或更少，及/或第二遮蔽配置22及遮罩物110之間的最小距離可為10 cm或更少，特別是5 cm或更少，更特別是2 cm或更少。在遮罩物及遮蔽配置之間的過渡處，遮罩物及遮蔽配置之遮蔽表面之噴灑塗佈可減少或避免。特別是，遮罩物可延伸超過多於50%，特別是超過多於80%之遮罩11及第二遮罩21之間的真空處理腔室101之寬度。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，在蒸汽源從沈積位置運動至空載位置期間，蒸汽源120及遮罩物110之間的最小距離係為5 cm 或更少，特別是1 cm或更少。也就是說，在蒸汽源旋轉至空載位置中的期間，蒸汽源120及遮罩物110可彼此靠近。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，在沈積於基板上之期間，此一或多個蒸汽出口與基板之間的距離可為30 cm或更少，特別是20 cm或更少，更特別是15 cm或更少。蒸汽出口及基板之間的小距離使得已蒸發材料在沈積期間於遮罩11之邊緣區域中係少量超出(overrun)。因此，既然擊中遮罩及基板之蒸發羽流的區域可為小的，可設置更緊密之遮蔽配置。再者，沈積品質可增加。
第5圖繪示根據此處所述實施例之操作沈積系統之方法之階段(a)至(f)之示意圖。沈積系統可對應於第4圖之沈積系統，使得參照可藉由上述說明達成而不於此重複。
於第5圖之階段(a)中，蒸汽源120係位於第一沈積位置中，蒸汽源120之此一或多個蒸汽出口125係於第一沈積位置中導引朝向第一沈積區域。當蒸汽源120係與遮罩物110一起沿著源傳送路徑P移動通過基板10時，材料圖案係經由遮罩11沈積於基板10上。
在沈積於基板10上之後，已蒸發材料係導引朝向遮蔽配置12，遮蔽配置12係配置於遮罩之周圍。遮蔽配置可為可拆卸元件，可輕易地替換及/或清洗。藉由遮蔽配置12，遮罩載體及/或真空處理腔室101之牆之塗佈可減少或避免。遮蔽配置12可包括遮蔽單元，貼附於遮罩載體。遮罩載體係裝配以用於支承及傳送遮罩11。
於第5圖之階段(b)中，蒸汽源120旋轉至空載位置(I)中，舉例為順時針旋轉約90°之角度。此一或多個蒸汽出口125係於空載位置中導引朝向遮罩物110。於一些實施例中，蒸汽源120可仍位在空載位置中一段預定時段。舉例來說，蒸汽源可於空載位置中至少局部地加熱，以清洗蒸汽源。
於可與此處所述其他實施例結合之一些實施例中，塑形遮罩物123可配置於此一或多個蒸汽出口125之前方，用以塑形從此一或多個蒸汽出口125傳遞之已蒸發材料之羽流。舉例來說，塑形遮罩物123可貼附於蒸汽源120之一或多個分佈管及可設置有孔，用以塑形蒸發羽流。在沈積期間，部份之已蒸發材料可藉由塑形遮罩物123阻擋且貼附於塑形遮罩物123。於蒸汽源之空載位置(I)中，塑形遮罩物123可藉由至少局部地加熱塑形遮罩物123來清洗，用以從塑形遮罩物123釋放至少部份之已貼附材料。在加熱期間，從塑形遮罩物123釋放之材料可朝向已冷卻之遮罩物110傳遞且凝結於其上。舉例來說，於一些實施例中，用以加熱塑形遮罩物123之加熱器可貼附於塑形遮罩物或整合於塑形遮罩物中。加熱器可為熱電加熱器。
於一些實施例中，蒸汽源120可保持在空載位置中十秒或更長的時間，特別是二十秒或更長的時間。舉例來說，蒸汽源120可維持在空載位置(I)中來用以進行下述之至少一者：局部地加熱蒸汽源來進行清洗、基板之對準、遮罩之對準、基板之定位、遮罩之定位、傳送已塗佈之基板離開真空處理腔室、傳送未塗佈之基板進入真空處理腔室中、等待與沈積製程之週期頻率同步、停留或關閉蒸汽源。
於第5圖之階段(c)中，蒸汽源120係從空載位置旋轉而朝向第二沈積區域，舉例為順時針旋轉約90°之角度。於第二沈積位置中，蒸汽源之此一或多個蒸汽出口125係導引朝向第二沈積區域，第二沈積區域可相反於第一沈積區域配置。將塗佈之第二基板20可配置於第二沈積區域中。第二遮罩21可配置於第二基板20之前方。第二遮蔽配置22可設置於第二遮罩21之周圍。第二遮蔽配置22可裝配以用於遮蔽導引朝向第二遮罩21之周圍的已蒸發材料。第二遮蔽配置22可包括遮蔽單元，貼附於遮罩載體。遮罩載體係裝配以用於支承及傳送第二遮罩21。
在第5圖之階段(d)中，在材料圖案沈積於第二基板20上時，蒸汽源120係與遮罩物110一起沿著源傳送路徑P移動。第二遮蔽配置22遮蔽從此一或多個蒸汽出口導引朝向第二遮罩21之周圍的已蒸發材料。當第二基板20係塗佈時，其他基板可傳送至第一沈積區域中及與遮罩11對準。
於第5圖之階段(e)中，蒸汽源120係相對於遮罩物110旋轉至空載位置(I)中，舉例為逆時針旋轉約90°。在蒸汽源運動至空載位置中期間，遮罩物110之外部份可遮蔽從此一或多個蒸汽出口導引朝向第二遮罩21之已蒸發材料及/或朝向第二基板20之已蒸發材料。也就是說，在蒸氣源旋轉期間，遮罩物可避免已蒸發材料擊中已經塗佈之第二基板20及/或第二遮罩21。
蒸汽源120可在空載位置中停止，舉例為用以局部地清洗蒸汽源。或者，蒸汽源120可旋轉而朝向第一沈積區域，而無需停止於空載位置。空載位置可在任何需要時作為蒸汽源之停留位置，舉例為用以暫停沈積製程。
於第5圖之階段(f)中，蒸汽源係從空載位置朝向第一沈積區域旋轉，舉例為逆時針旋轉約90°之角度。已蒸發材料可導引朝向遮蔽配置12，遮蔽配置12係配置於遮罩11之周圍及避免支承遮罩11之遮罩載體的污染物。
於是，蒸汽源120可沿著源傳送方向朝向第5圖之階段(a)中所示之位置移動通過第一沈積區域。
根據此處所述之其他方面，操作沈積系統之方法係說明。沈積系統可為根據此處所述任一實施例之沈積系統。特別是，沈積系統包括蒸汽源，具有一或多個蒸汽出口，其中蒸汽源係可移動至空載位置中。
第7圖繪示操作沈積系統之方法的流程圖。於方塊710中，已蒸發材料係從蒸汽源之此一或多個蒸汽出口導引朝向基板。蒸汽源可設置在沈積位置中。在沈積位置中，蒸汽源之此一或多個蒸汽出口係導引朝向沈積區域。遮罩可配置於蒸汽源及基板之間，使得對應於遮罩之開孔圖案的材料圖案可沈積於基板上。
於方塊720中，蒸汽源係移動至空載位置。來自此一或多個蒸汽出口之已蒸發材料係於空載位置中導引朝向已冷卻之遮罩物。
於方塊730中，蒸汽源係從空載位置移動回到沈積位置或至其他沈積位置。在其他沈積位置中，此一或多個蒸汽出口係導引朝向其他沈積區域。
於方塊720中，當蒸汽源係位於空載位置中時，導引朝向已冷卻之遮罩物的部份之蒸汽源可進行加熱。舉例來說，蒸汽源係局部地加熱，用以在空載位置中局部地清洗蒸汽源。配置在此一或多個蒸汽出口之前方的塑形遮罩物可進行清洗。
移動蒸汽源至空載位置可包括從沈積位置繞著旋轉軸旋轉蒸汽源，特別是旋轉約90°之角度，其中來自此一或多個出口之已蒸發材料係接續地由遮蔽配置及遮罩物遮蔽，遮蔽配置係設置於遮罩之周圍。
遮蔽配置可固定於遮罩載體，遮罩載體裝配以用於支承及傳送遮罩。遮蔽配置可包括數個遮蔽單元，相鄰於遮罩設置及/或舉例以框狀方式圍繞遮罩。
在蒸汽源旋轉至空載位置中期間，遮罩物之外部份首先可遮蔽已蒸發材料。接著，遮罩物之側部份可遮蔽已蒸發材料。最後，遮罩物之已冷卻之前部份可遮蔽已蒸發材料。於空載位置中，此一或多個蒸汽出口可導引朝向遮罩物之前部份。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧基板
11‧‧‧遮罩
12‧‧‧遮蔽配置
15‧‧‧已蒸發材料
20‧‧‧第二基板
21‧‧‧第二遮罩
22‧‧‧第二遮蔽配置
100‧‧‧沈積系統
101‧‧‧真空處理腔室
103‧‧‧第一沈積區域
104‧‧‧第二沈積區域
110‧‧‧遮罩物
111‧‧‧支撐框架
112‧‧‧冷卻裝置
113‧‧‧冷卻通道
115‧‧‧前部份
116‧‧‧側部份
117‧‧‧外部份
118‧‧‧頂部部份
119‧‧‧底部部份
120‧‧‧蒸汽源
122‧‧‧分佈管
123‧‧‧塑形遮罩物
125‧‧‧蒸汽出口
126‧‧‧坩鍋
128‧‧‧源支座
131‧‧‧源軌道
710、720、730‧‧‧方塊
1000‧‧‧沈積設備
A‧‧‧旋轉軸
D1‧‧‧距離
P‧‧‧源傳送路徑
W‧‧‧寬度
I‧‧‧空載位置
II‧‧‧沈積位置
為了使此處所述之本揭露的上述特徵可詳細地瞭解，簡要摘錄於上之更特有之說明可參照數個實施例。所附之圖式係有關於本揭露之數個實施例且係說明於下方：
第1A圖及第1B圖繪示根據此處所述實施例之沈積系統於沈積位置(第1A圖)中及空載位置(第1B圖)中之示意圖；
第2圖繪示根據此處所述實施例之沈積系統之遮罩物之透視圖；
第3圖繪示根據此處所述實施例之部份之沈積系統之剖面圖；
第4圖繪示根據此處所述實施例之具有沈積系統之沈積設備之示意圖；
第5圖繪示根據此處所述實施例之操作沈積系統之方法之接續階段(a)-(f)之示意圖；
第6圖繪示根據此處所述實施例之沈積系統之剖面圖；以及
第7圖繪示根據此處所述實施例之操作沈積系統之方法之流程圖。
Claims (20)
- 一種沈積系統(100)，包括： 一蒸汽源(120)，具有一或多個蒸汽出口(125)，該蒸汽源於一沈積位置(II)及一空載位置(I)之間係為可移動的； 一遮罩物(110)；以及 一冷卻裝置(112)，定位以冷卻該遮罩物。
- 如申請專利範圍第1項所述之沈積系統，其中該蒸汽源(120)係可移動至該空載位置(I)，該一或多個蒸汽出口(125)係在該空載位置中導引朝向該遮罩物(110)。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之沈積系統，更包括： 一第一驅動器及一第二驅動器之至少一者，該第一驅動器係用以沿著一傳送路徑(P)一起移動該蒸汽源(120)及該遮罩物(110)，該第二驅動器係用以相對於該遮罩物(110)移動該蒸汽源(120)至該空載位置(I)。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該蒸汽源(120)係繞著一旋轉軸(A)相對於該遮罩物(110)為可旋轉的。
- 如申請專利範圍第4項所述之沈積系統，其中該旋轉軸係為一本質上垂直旋轉軸。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該冷卻裝置(112)係裝配，以用於冷卻該遮罩物(110)之一前部份(115)，當該蒸汽源係位於該空載位置中時，該一或多個蒸汽出口係導引至該遮罩物之該前部份。
- 申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該遮罩物(110)包括一或多個彎曲部份，部份地繞著該蒸汽源(120)延伸。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該遮罩物(110)係以30°或更多之一角度繞著該蒸汽源(120)延伸。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該遮罩物(110)包括複數個遮蔽部份，形成為複數個板元件。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該遮罩物(110)包括下述之一或多者： 一底部部份(119)，在該一或多個蒸汽出口之下方的一位置處於本質上水平定向中延伸； 一頂部部份(118)，在該一或多個蒸汽出口之上方的一位置處於本質上水平定向中延伸； 一前部份(115)，當該蒸汽源係位在該空載位置中時，該前部份係在該一或多個蒸汽出口之前方於本質上垂直定向中延伸； 二彎曲之側部份(116)，在該前部份之二相反側邊上於本質上垂直定向中延伸；以及 二外部份(117)，於本質上垂直定向中延伸且形成該遮罩物之一邊緣。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該冷卻裝置(112)包括一或多個冷卻通道(113)。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中當該蒸汽源(120)係位在該空載位置(I)中時，該一或多個蒸汽出口(125)及該遮罩物之間的一距離(D1)係為約5 cm及約 30 cm之間。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中在該蒸汽源(120)於該沈積位置(II)及該空載位置(I)之間之一運動期間，該蒸汽源(120)及該遮罩物(110)之間的一最小距離係為5 cm或更少。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該遮罩物(110)之一高度係為1 m或更多，或該遮罩物之一寬度(W)係為50 cm或更多。
- 如申請專利範圍第1至2項之任一者所述之沈積系統，其中該蒸汽源(120)包括一、二、或多個分佈管(122)及複數個蒸汽出口(125)，該一、二或多個分佈管係於一本質上垂直方向中延伸，該些蒸汽出口係沿著該一、二或多個分佈管(122)之一長度配置。
- 一種沈積設備(1000)，包括： 一真空處理腔室(101)，具有一第一沈積區域(103)及一第二沈積區域(104)，該第一沈積區域用以配置一基板(10)，該第二沈積區域用以配置一第二基板(20)；以及 如申請專利範圍第1至15項之任一者所述之沈積系統，配置於該真空處理腔室(101)中； 其中該沈積系統之該蒸汽源(120)係可移動通過該第一沈積區域(103)，於該第一沈積區域及該第二沈積區域之間為可旋轉的，及可移動通過該第二沈積區域(104)。
- 如申請專利範圍第16項所述之沈積設備，更包括一遮蔽配置(12)，裝配以用於遮蔽導引朝向一遮罩(11)之一周圍之已蒸發材料。
- 一種操作如申請專利範圍第1至15項之任一者之沈積設備之方法，包括： 從該蒸汽源(120)之該一或多個蒸汽出口導引已蒸發材料朝向一基板(10)；以及 移動該蒸汽源至該空載位置(I)，來自該一或多個蒸汽出口之已蒸發材料係在該空載位置中導引朝向已冷卻之遮罩物(110)。
- 如申請專利範圍第18項所述之方法，更包括： 當該蒸汽源係位於該空載位置(I)中時，加熱該蒸汽源(120)之一部份。
- 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中移動該蒸汽源(120)至該空載位置(I)包括從該沈積位置繞著旋轉軸(A)旋轉該蒸汽源，其中來自該一或多個蒸汽出口之已蒸發材料係藉由下述者接續地遮蔽： 一遮蔽配置(12)，設置於一遮罩(11)之一周圍； 該遮罩物之外部份(117)；以及 該遮罩物之已冷卻之前部份(115)。
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